涂装技术

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/30 18:41:07
张文渊!(江苏东南交通工程咨询监理有限公司,南京"#$$#%)
! !摘!要:水性无机富锌涂料的防腐处理兼有热喷锌、铝,以及涂覆有机富锌涂料的优点。以江苏省淮海农场水下
金属构件的水性无机富锌涂料防腐处理为例,介绍了构件的前处理,分析了涂装过程中涂膜出现开裂的原因、涂膜的
干燥和固化条件以及配套面漆的选用。
关键词:水下金属构件;水性无机富锌涂料;防腐处理
中图分类号:&‘ ()*! !文献标识码:+! !文章编号:$",) - .)#"("$$))$( - $$)$ - $)
!"引"言
水下金属构件大多采用碳钢、锰钢、铸钢等材料,
且长期处于浸水、干湿交替、日光曝晒、高速水流、风浪、盐雾、水生物附着等环境中,普遍发生不同程度的
腐蚀,每隔一段时间都要视其锈蚀程度进行防腐处理,以延长其使用寿命。一般有)种常用的防腐处
理:热喷锌、铝;涂覆有机富锌涂料和无机富锌涂料,它们对金属构件起屏蔽作用、阴极保护作用及钝化作
用。一般的防腐涂料,如氯化橡胶涂料、铁红环氧涂料、环氧煤沥青涂料等都只具有屏蔽作用。热喷锌、
铝是将线材熔化、雾化后喷涂在金属基底上,存在着残余应力,孔隙率高,屏蔽性能差,须再加封闭涂层,
且施工中产生的锌雾对施工人员有很大的危害。有机富锌涂料与无机富锌涂料均采用高细度锌粉为原
料,对金属基底的屏蔽性好,但有机富锌涂料多采用环氧树脂基料,不具备导电性,故其阴极保护性能远
不及热喷锌、铝与无机富锌涂料。水性无机富锌涂料结合了热喷锌、铝与有机富锌涂料的优点,是目前国
际上最具发展前途的环保型涂料。近年来,我们借鉴国内外先进的防腐经验,对江苏省淮海农场的一些水
下金属构件采用水性无机富锌涂料进行防腐处理,取得了良好的防腐效果。#"水下金属构件的前处理水下金属构件的水性无机富锌涂料防腐效果与前处理质量的关系非常密切。水下金属构件表面大
多采用喷砂处理,喷砂后的金属构件须达到/0 "(# 1 ")级。如喷河砂,一般不易达到/0 "(# 1 ")级,且
工件表面残存的氧化铁皮不易去除,故最好采用喷刚玉、铜矿砂等。水下金属构件拼装施工大多在野外,
夜晚气温低,湿度比白天大,易产生露水,喷砂后的构件马上会出现锈蚀点,致使喷涂涂料后涂层质量低
劣,大大降低使用寿命。为获得高质量的涂层,应在晴朗的白天进行喷砂施工。
$"涂装过程中的涂层开裂在施工中,水性无机富锌涂料普遍存在涂层早期开裂现象。其主要原因:第一,涂料使用前搅拌不均
匀;第二,前道涂膜干燥不彻底或涂膜过厚;第三,空气中有污气或空气压缩机排出的气体含有油水分离
物;第四,恶劣环境,尤其是温度、湿度变化较大的环境下施工,均会导致涂层早期开裂。目前,水性无机
富锌涂料大多采用压缩空气喷涂法,虽装有油水分离器,仍会有少量残余油水排出混入涂料中,严重影响
涂装的质量。如采用高压无气喷涂,虽能避免上述现象,但也应采取必要的喷涂措施。如喷涂不同几何形
状(边角、凸凹面)的物面时,应改用一些适应并能严格控制不同雾流大小的喷嘴,这样会大大改善喷涂质
量,并可克服因施工不当所产生的涂层开裂缺陷。水性无机富锌涂料涂装,对施工环境要求十分严格,尤
其是在野外恶劣环境中施工,温度、湿度变化大,加之在施工中常遇到露水、雾等,不仅易产生多孔、疏松、
开裂等现象,甚至有时遇到雨天,雨水将未固化的涂)$
第))卷第(期涂料工业2345 ))! 635 ("$$)年(月7896& : ;<8&96=/ 96>?/&@A BCD5 "$$)
万方数据!
层冲掉,这就需要施工管理人员掌握天气情况加以避免。温度和日照对涂层质量影响很大,开裂现象是由
于涂料喷到钢件上遇到强烈的日光照射后,涂层表面的水分快速蒸发而出现的。疏松、多孔现象则是由于
钢件本身太热,整个涂层中的水分迅速蒸发造成。疏
松多孔的涂层孔隙率非常高,导致涂层阴极保护性能
急剧下降。因此,涂装宜在室内进行,如在野外涂装
应尽可能避免高温强日照而导致钢件表面温度过高。
涂层开裂还可能因一次喷涂涂膜过厚引起。钢构件
中弯角处因重复喷涂和流挂现象而容易出现局部涂
膜过厚,使涂膜与接合部表面张力不平衡,而引起接
合部涂层开裂,这种现象在施工中经常出现。江苏省
淮海农场七分场南节制闸钢闸门涂装水性无机富锌
涂料时,先用刷子将所有边角部位刷涂一遍,在以后
的喷涂施工中不喷涂这些部位,这样就避免了由于局
部涂膜过厚而出现的开裂现象。此外,还可先喷涂一
面,涂层干燥后再喷涂另一面,也不会引起开裂。
总之,水性无机富锌涂料应在无雨、温度"#以
上、湿度$"%以下、无强日照且钢件不是过热的情况
下涂装,涂装时对边角部位应特别注意,这样才能形
成良好的涂层,达到预期的防腐效果。
!"涂膜的干燥与固化
水性无机富锌涂料的基料主要是硅酸钠和硅酸
锂的混合物,颜料为&‘"目的锌粉,涂覆于钢构件表
面后,须吸收空气中的二氧化碳来逐步固化。水性无
机富锌涂料固化后,在钢构件表面形成一种复合硅酸
盐结构的薄膜,因而具有良好的耐水性和耐候性。同
时由于在固化过程中生成碱式碳酸盐,所以涂层表面
往往伴随有白色的盐析物出现,尤其在淋雨后,这种
现象更为明显。在涂装过程中,人们常常通过观察涂
层表面的盐析现象来判断其固化情况。
水性无机富锌涂料固化时,受空气温度和湿度的
影响较大,温度越低,相对湿度越大,其溶剂(水分)
挥发越慢,则固化越慢;反之则快。水的汽化潜热高,
水性涂料比溶剂型涂料实干慢,且大多在野外涂装,
经常会遇到淋雨的情况。对有机涂料来说,涂覆在钢
构件表面后,溶剂能很快挥发,加之其憎水性,涂完后
淋点雨,影响不会很大。但对于水性无机富锌涂膜来
说情况则不同,涂膜是亲水的,其表面未固化到一定
程度前就淋雨,将造成不同程度的粉化以至涂膜脱落
而露出金属基底,导致前功尽弃。涂膜水分挥发固化
到一定阶段后可露天放置,不怕雨淋,但这时涂膜并
未完全固化,不可下水使用。
通过不同温度、湿度下的固化实验,得到多种条
件下涂膜能够经受淋雨的时间见表(、表‘。
表#"涂膜允许淋雨的时间(夏季适用,温度$%&以上)
时间)*
相对湿度)%
+,-,$,./,
(+可%不可不可不可
‘0可%可%不可不可
0$可可可%不可
-‘可可可不可
!!注:%指温度在&"#以上
表$"涂膜允许淋雨的时间(冬季适用,温度%&以上)
时间)1
相对湿度)%
",+,.-,
(20不可不可不可
"可不可不可
+可可不可
-可可可
!!表(、表‘所列的情况只对水下金属构件上的涂
膜可以淋雨而言,并不是说涂膜完全固化,可以下水
使用。一般来说,温度在‘,#以上,需固化"2-1才
能下水使用;温度在(‘#以下时,需固化(,2("1才
能下水使用。
‘"配套面漆的选用
在水性无机富锌涂料上罩涂面漆时,必须注意配
套性以免起泡或脱落:第一,罩涂的面漆必须耐碱;第
二,水性无机富锌涂料必须充分固化后才可罩涂面
漆;第三,锌粉颗粒间不可残留溶剂;第四,水性无机
富锌涂膜厚度应在规定范围内。对于水性无机富锌
涂料上的罩面漆,一般可用磷化底漆作为过渡层,或
采用环氧沥青涂料、氯化橡胶涂料等不含油脂的涂
料,可取得较好效果。参考文献
[(]!陆文海,曾兼权3水工建筑物病害处理3成都:四川科学技术出
版社,(/$"3
[‘]!江苏省水利厅3水工钢闸门防腐蚀3北京:水利电力出版社,
(/-/3
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张文渊:水下金属构件的水性无机富锌涂料防腐处理
万方数据
!
!!水性无机富锌涂料施工时注意事项
杜存山!(铁道科学研究院金属及化学研究所,北京"###$")
!!摘!要:阐述了水性无机富锌涂料的发展历程。根据其特性,提出了施工时的注意事项及其解决办法。
关键词:水性涂料;无机富锌涂料;施工
中图分类号:%&‘()!!文献标识码:*!!文章编号:#+,(-.("+(+##()
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[(]!中华人民共和国行业标准/水工金属结构防腐蚀规范(01"#,—
),),")),/
[.]!耿桂先/水工钢闸门防腐蚀机理/治淮,"))),(+)/
[,]!张文渊/近海地区水工钢闸门腐蚀与防护/腐蚀与防护,"))),
(,)/
[‘]!张文渊/淡水环境中水工钢闸门的腐蚀防护/全面腐蚀控制,
+###,(,)/
收稿日期!+##(-#+-+#
作者简历!张文渊,男,博士,高级工程师,国家注册监理工程
师,总监理工程师,主要从事水利与建筑工程、公路与水运工
程的规划设计、技术管理及应用研究和工程建设监理工作。
通信地址!江苏省淮安市利苑新村"区"2幢.#(室
联系电话!"($,+($+)$2
!!按防锈原理分类,防锈底漆一般分为物理屏障
型、钝化磷化膜型和阴极保护型(种类型,其中以阴
极保护型防锈底漆(一般指富锌底漆)的防锈效果最
好。目前我国应用的富锌涂料分为有机环氧富锌涂
料和无机富锌涂料+种,无机富锌涂料又包括溶剂型
无机富锌涂料和水性无机富锌涂料。
!"水性无机富锌涂料的发展历程
水性无机富锌涂料一般是以硅酸钠、硅酸钾、硅
酸锂为基料并复配锌粉制成。其经历了(个发展阶
段:
第一阶段,热固性无机富锌涂料。其涂膜需经过
高温烘烤才具有不溶性。用于澳大利亚输油管道上
的热固性无机富锌涂料,经过,#多年的使用,涂层仍
保持完好,呈现出极好的防腐效果。
第二阶段,后固化无机富锌涂料。美国于"),+
年开发成功后固化无机富锌涂料。该涂料采用磷酸
铵盐作为固化剂,使其在室温下形成不溶性的涂层。
我国在+#世纪2#年代后期,采用3456
+
水溶液作为
固化剂,也研制成后固化无机富锌涂料。实践表明,
后固化无机富锌涂料具有优异的附着力和防腐性。
但是该涂料固化后需用水清洗涂层表面,除去多余的
固化剂和其他副产物,给施工带来麻烦。这类涂料在
国内仍有使用。
第三阶段,自固型无机富锌涂料。+#世纪2#年
代初,美国太空总署的研究人员通过提高硅酸钾的模
数,并保持其稳定性,研究成自固型无机富锌涂料。
该涂料的固化时间短,一般(7‘8涂膜即可完全固
化,不怕雨淋。目前,国内市场上的国外品牌95,("
就属于此种涂料。我国在+#世纪)#年代研究开发
的自固型无机富锌涂料主要是用硅酸锂水溶液配制
的,但由于其涂层完全自固化时间较长,原料价格较
贵,应用受到一定的限制。本所采用普通模数的硅酸
钾研制成水性自固型无机富锌涂料,已在铁路钢桥的
防腐涂装中得到应用。
#"水性无机富锌涂料的特性
水性无机富锌涂料含有大量的金属锌粉,锌粉在
涂层中能紧密排列和接触,从而起到长效防腐作用。
水性无机富锌涂料具有以下特性:快干性,在标准环
境条件下+#:;<表干,+8实干;厚涂性,一次喷涂膜
厚可达2#!:以上;防锈能力优异;以水为稀释和清
洗剂,不燃,无=>5的排放,施工、贮存安全;可焊接
性,在适宜的范围内,涂层不受焊接和切割损伤;耐高
温性,连续耐热可达(##?以上。
$"水性无机富锌涂料施工时的注意事项
与其他涂料一样,水性无机富锌涂料也有其使用
的局限性。
$%!"涂层的脆性
水性无机富锌涂层由锌粉和硅酸盐组成,呈脆
(+
第((卷第‘期涂料工业=@6/((!A@/‘
+##(年‘月BC9A%D5>C%9AE09AFG0%HIJK万方数据